Galaxie Whirlpool-Galaxie
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Die Whirlpool-Galaxie mit Begleiter, aufgenommen vomHubble-Weltraumteleskop
AladinLite
Sternbild	Jagdhunde
Position Äquinoktium: J2000.0,Epoche: J2000.0
Rektaszension	13h 29m 52,7s[1]
Deklination	+47° 11′ 43″[1]
Erscheinungsbild
Morphologischer Typ	SA(s)bc pec; HIISy2.5[1]
Helligkeit (visuell)	8,1 mag[2]
Helligkeit (B-Band)	8,9 mag[2]
Winkel­ausdehnung	11,2′ × 6,9′[1]
Positionswinkel	7°[2]
Inklination	°
Flächen­helligkeit	12,7 mag/arcmin²[2]
Physikalische Daten
Zugehörigkeit	LGG 347[1][3]
Rotverschiebung	0.001534 ± 0.000007[1]
Radial­geschwin­digkeit	(460 ± 2) km/s[1]
Hubbledistanz H0 = 73 km/(s • Mpc)	(24 ± 2) · 106 Lj (7,50 ± 0,53) Mpc [4]
Absolute Helligkeit	mag
Masse	ca. 160 Mrd. sichtbareM☉[5]
Durchmesser	80.000 Lj[1]
Metallizität [Fe/H]	{{{Metallizität}}}
Geschichte
Entdeckung	C. Messier
Entdeckungsdatum	13. Oktober 1773[6]
Katalogbezeichnungen
M 51 • NGC 5194 • UGC 8493 • PGC 47404 • CGCG 246-008 • MCG +8-25-12 • IRAS 13277+4727 • 2MASX J13295269+4711429 • Arp 85 • VV 403 • GC 3572/3574 • H I 186 • h 1622/1623 • KPG 379 • Bode 25

DieWhirlpool-Galaxie (auch alsStrudelgalaxie, Strudelnebel, Messier 51 oderNGC 5194/5195 bezeichnet) ist eine großeSpiralgalaxie im SternbildJagdhunde. Sie ist vomHubble-Typ Sc, das heißt mit deutlich ausgeprägter Spiralstruktur. M 51 hat einescheinbare Helligkeit von 8,4 mag und eine Winkelausdehnung von 11,2′ × 6,9′. Die Distanz zu unsererMilchstraße beträgt nach aktueller Messung D_M51 = 7,50 ±0,24 Mpc (3,2 % Unsicherheit), oder 24,3 ±0,8 Millionen Lichtjahre.^[7] Früher wurden Entfernungsangaben zwischen 15 und 37 Millionen Lichtjahren berechnet.

M 51 hat einen nahen, wechselwirkenden Begleiter, der imNew General Catalogue als NGC 5195 verzeichnet ist (M 51 selbst hat die Nummer NGC 5194). Die Begleitgalaxie ist von irregulärem Typ, hat eine Winkelausdehnung von 5,9′ × 4,6′ und eine Helligkeit von 9,6 mag.^[8] Der Kern des Begleiters hat aber fast die gleicheFlächenhelligkeit wie M 51, sodass beide in kleinen Teleskopen kaum unterscheidbar sind.

Halton Arp gliederte seinen Katalog ungewöhnlicher Galaxien nach rein morphologischen Kriterien in Gruppen. Diese Galaxie gehört zu der KlasseSpiralgalaxien mit einem großen Begleiter hoher Flächenhelligkeit auf einem Arm (Arp-Katalog).

In M 51 findet derzeit eine außergewöhnlich aktiveSternentstehung statt, die vermutlich durch die Gezeitenwechselwirkung mit NGC 5195 verursacht wird. Deswegen hat die Galaxie einen hohen Anteil junger und massereicher Sterne, die aber mit einigen Millionen Jahren nur vergleichsweise kurzlebig sein werden. In M 51 wurden innerhalb von 17 Jahren dreiSupernovae beobachtet: SN 1994I im April 1994,SN 2005cs im Juni 2005 und SN 2011dh im Mai/Juni 2011. Zwei Supernovae markierten das Ende solcher massereichenSterne als Explosionen vomTyp Ic und vomTyp II.

M 51 ist auch interessant, weil sie eine der nächsten Galaxien mitaktivem galaktischen Kern ist, eineSeyfert-Galaxie vom Typ II. In ihrem Zentrum verbirgt sich ein supermassereichesSchwarzes Loch.

Die Galaxie wurde am 13. Oktober 1773 vom französischen AstronomenCharles Messier entdeckt und mit der Nummer 51 inseinen Katalog diffuser Objekte aufgenommen. 1845 erkannte der irische AstronomWilliam Parsons (Lord Rosse) mit seinem gerade in Betrieb genommenen RiesenteleskopLeviathan als erster diespiralförmige Struktur des Objektes.

Frühe Abbildungen

Skizze
Lord Rosse, 1850

Erste Fotografie
Isaac Roberts, 1898

Die Galaxie wurde aufgrund ihrer Helligkeit und der Vielzahl der interessanten Phänomene mit verschiedenen Methoden eingehend untersucht. ImRöntgenbereich kann man deutlich die Begleitgalaxie sehen, wogegen von M 51 selbst nur der Kern ebenso hell ist. Dafür sind verschiedene Mechanismen verantwortlich. Der Kern von M 51 ist hell, weil in ihm als aktivem galaktischen Kern zahlreiche Kollisionen zwischen Gasen stattfinden, etwaSternwinden, expandierendenSupernovaüberresten und derAkkretion der Materie in das zentrale Schwarze Loch. Die Röntgenstrahlung des Begleiters dagegen stammt wohl von denKoronae der zahlreichen Sterne vomSpektraltyp derSonne und späteren Spektraltypen. Derultraviolette Spektralbereich wird dagegen von den Spiralarmen von M 51 dominiert. Das liegt daran, dass dort aktive Sternentstehungsgebiete liegen und somit viele junge Sterne früher Typen, also besonders heiße Sterne, existieren, die im Ultraviolett stark strahlen. Das Sternentstehungsgebiet imSpiralarm zwischen M 51 und dem Begleiter ist besonders deutlich zu sehen. Die Sterne der Begleitgalaxie sind in diesemSpektralbereich dagegen so gut wie unsichtbar.

Imsichtbaren Licht sind die Beiträge der verschiedenen Sterne ausgewogen, man erkennt aber auch hier an der eher rötlichen Farbe des Begleiters, dass dort kaum frühe Spektraltypen existieren. DieGasnebel, normalerweiseH-II-Gebiete, die vom rosa Licht derWasserstofflinien Hα bis Hδ dominiert werden, sind im Kontrast deutlich verstärkt, sie wären für das Auge nicht so hervorstechend. Diese Nebel stimmen sehr gut mit den helleren Ultraviolettgebieten überein, was daran liegt, dass die Wasserstofflinien derBalmer-Serie leuchten, weil die Nebel durch das ultraviolette Licht der jungen Sterne zum Leuchten angeregt werden. Im nahenInfrarot ist dagegen die Verteilung der Sterne späterer Spektraltypen zu sehen, die nur wenige 1000 Kelvin heiß sind. Sie sind einzeln zwar nicht so hell wie die Sterne früherer Typen, aber sehr viel zahlreicher vertreten. Im mittleren Infrarot ist schließlich die Verteilung desinterstellaren Staubes in der galaktischen Scheibe bei verschiedenen Temperaturen von wenigen hundert Kelvin zu sehen. So erscheint zum Beispiel das Staubband im Spiralarm links unten, das das sichtbare Licht absorbiert, dunkel vor dem Spiralarm, während es im mittleren Infrarot selbst leuchtet. Das dort gelegene kleine Sternentstehungsgebiet, deutlich sichtbar im Ultaviolett und im Visuellen am Nebel, zeichnet sich auch im Staub als etwas wärmer als die Umgebung ab.

ImRadiobereich, der hier nicht abgebildet ist, bestimmen dann wieder Gaswolken das Bild, allerdings solche mit neutralem Gas undMolekülen, wobei die Strahlung unterschiedlicherEmissionslinien ebenfalls stark unterschiedlich verteilt ist, und dadurch Rückschlüsse aufTemperatur undDichte des Gases erlaubt. Außerdem tritt dort der aktive Kern deutlich hervor. Der Begleiter ist im Radioband wiederum deutlich dunkler als M 51 selbst, da Radiostrahlung kaum von den dort vorkommenden Sternen späten Typs, abgesehen vom Wind einzelnerAGB-Sterne, oder dem Staub emittiert wird.

Die Whirlpool-Galaxie in verschiedenen Spektralbereichen

Röntgenstrahlung (Chandra)

Ultraviolettes Licht (GALEX)

Sichtbares Spektrum (SDSS,Pan-STARRS)

Mittleres Infrarot (Spitzer)

Fernes Infrarot (Herschel)

Die helle Region umgibt den aktiven Kern der Galaxie. Auf den Bildern der ganzen Galaxie oben ist diese Region nur wenige Pixel groß im Zentrum der Spirale. Bei einer Distanz von 30 Millionen Lichtjahren hat diese Region einen Durchmesser von etwa 120 Lichtjahren. Das auf dem Bild zu sehende dunkle Band ist einTorus aus Staub, den wir fast genau von der Seite betrachten. Auf immer besseren Bildern wurde schließlich ein heller Kern unmittelbar neben dem dunklen Band sichtbar. Man vermutete den Kern ursprünglich hinter dem Torus, nimmt aber heute an, mit diesem Punkt den eigentlichen Kern lokalisiert zu haben. Dieser Punkt, der einen Durchmesser von weniger als 5 Lichtjahren hat, hat etwa eine MillionSonnenleuchtkräfte, das gesamte Zentrum etwa hundert Millionen. Einige hundert Lichtjahre vom Kern entfernt, außerhalb des Bildes, befindet sich eine Sternentstehungsregion, die in einer solchen Nähe zum Kern unüblich ist und auch auf den Einfluss des Begleiters zurückgeführt wird.

M 51 ist ein interessantes Objekt für Amateurastronomen. Für die Beobachtung der Galaxie ist auf jeden Fall ein Teleskop notwendig, oder wenigstens ein Großfernglas mit überdimensionierter Öffnung. Eine Beobachtung in der Stadt ist so gut wie unmöglich, am besten sucht man sich einen Standort ohneLichtverschmutzung. Sofern die Öffnung des Teleskops kleiner als 10 cm ist, lässt sich lediglich ein länglicher Fleck erkennen. Erst bei Öffnungen von 20 cm und mehr lassen sich die Spiralarme beobachten. Mit Hilfe der Astrofotografie ist es möglich, sogar die H-II-Regionen abzulichten und dunkle Staubfahnen zu sehen.

2020 wurden Belege für den möglicherweise ersten Fund – oder die erste direkte Messung – einesextragalaktischen Planeten (Extroplaneten) vorab veröffentlicht:M51-ULS-1b in der Whirlpool-Galaxie via einerRöntgenquelle in dessen Hintergrund.^[9][10][11]

Commons: Whirlpool-Galaxie – Sammlung von Bildern

• M 51: Calar Alto Sternwarte. (Memento vom 17. Juni 2010 imInternet Archive).
• M 51 bei SEDS
• Spektrum.de: Amateurfotos vonJens Zippel undHerbert Wallner
• ARP ATLAS OF PECULIAR GALAXIES
• Seligman Arp

• König, Michael & Binnewies, Stefan (2019):Bildatlas der Galaxien: Die Astrophysik hinter den Astrofotografien, Stuttgart: Kosmos, S. 260
• Jeff Kanipe und Dennis Webb:The Arp Atlas of Peculiar Galaxies. A Chronicle and Observer’s Guide. Richmond 2006,ISBN 978-0-943396-76-7.

1. ↑^abcdefNASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE
2. ↑^abcdSEDS NGC 5194
3. ↑VizieR
4. ↑K. Takáts, J. Vinkó:Distance estimate and progenitor characteristics of SN 2005cs in M51. In:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 372, Nr. 4, S. 1735 ff. (2006),bibcode:2006MNRAS.372.1735T.
5. ↑ESO
6. ↑Seligman
7. ↑Csörnyei, G., Anderson, R. I., Vogl, C., Taubenberger, S., Blondin, S., Leibundgut, B., Hillebrandt, W.:Reeling in the Whirlpool: the distance to M 51 clarified by Cepheids and the Type IIP SN 2005cs. In:arXiv. 2023doi:10.48550/arXiv.2305.13943.
8. ↑SEDS NGC 5195
9. ↑Michelle Starr:In an Astonishing Feat, Astronomers Present Evidence of an Extra-Galactic Planet. Auf: science^alert. 25. Oktober 2021, abgerufen am 26. Oktober 2021 (freier Artikel).
10. ↑Leah Crane: Astronomers may have found the first planet in another galaxy. In: NewScientist.com. 23. September 2020, abgerufen am 12. Januar 2021. 
11. ↑R. Di Stefano u. a.: M51-ULS-1b: The First Candidate for a Planet in an External Galaxy. In: ArXiv.org. 18. September 2020, abgerufen am 12. Januar 2021. 

• Astronomisches Objekt (entdeckt 1773)
• Individuelle Galaxie
• Jagdhunde (Sternbild)
• NGC-Galaxie
• Galaxie im Atlas of Peculiar Galaxies
• Morphological Catalogue of Galaxies
• Principal Galaxies Catalogue
• Uppsala General Catalogue
• Astronomisches Objekt im Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies
• Astronomisches Objekt im Messier-Katalog
• Spiralgalaxie